La Sagrada Família, pionera en l’aplicació dels robots de producció a l’arquitectura

Les columnes de la nau del temple estan dissenyades amb la geometria complexa del doble gir helicoidal, és a dir, del resultat de la intersecció de dos helicoides simètrics amb sentits de gir oposats. Així, en una columna que comença amb una base de forma estrellada de vuit puntes, aquestes es van multiplicant a 16, 32, 64, etc., i generen una superfície complexa que cada cop té més arestes, fins a arribar pràcticament a formar un cercle a l’altre extrem del fust.

A l’interior del temple hi ha, en total, 56 columnes, de les quals 26 són de 8 puntes, 8 de 10 i 4 de 12. També hi ha columnes de sis puntes, que es van fer manualment. Les quatre columnes del transsepte són de vuit puntes i estan dedicades als bisbats de les quatre capitals catalanes. Allí hi trobem la dedicada a Barcelona, que és al costat muntanya de la façana de la Passió, mentre que al costat oposat, és a dir, el costat mar de la façana del Naixement, hi ha la de Lleida.

Quan l’any 1954 començaven els fonaments de la façana de la Passió, l’arquitecte Francesc Quintana es va trobar amb diferents problemes per a la fabricació manual de la columna de Barcelona. En primer lloc, encara no existia un estudi exhaustiu que permetés comprendre la geometria de la columna de doble gir. A més, calia optimitzar els principis d’estereotomia que permetessin especejar eficaçment la columna, tant pel que fa a la divisió en tambors horitzontals, com a la subdivisió de cada tambor en un conjunt de peces verticals.

L’any 1987, a proposta del Patronat de la Junta Constructora del temple, es va començar a estudiar la forma d’agilitzar i abaratir els costos de la fabricació de les columnes helicoidals de doble gir, i es va optar per un nou sistema automatitzat que permetria tallar la pedra utilitzant una màquina controlada per un ordinador (CAM) per mitjà de control numèric. S’havien de fer 38 unitats de 3 tipus de columnes diferents que oscil·laven entre els 14 i els 21 metres d’alçària.

QUÈ ÉS EL CAD-CAM I EL CONTROL NUMÈRIC?

La sigla CAD és un acrònim de l’anglès que significa «disseny assistit per ordinador», i la sigla CAM significa «mecanització assistida per ordinador». En l’ordre lògic, el disseny per mitjà d’ordinador hauria de ser el pas previ a la mecanització assistida informàticament. Vist amb els ulls d’avui, sembla normal que primer es faci un disseny 3D virtual i, un cop llest el disseny amb l’ordinador, es derivi a una màquina de tall. Tanmateix, a l’inici, les connexions directes entre CAD i CAM no s’havien desenvolupat encara, i les dues tecnologies avançaven a ritmes diferents. Actualment, però, les màquines de tall analitzen els paràmetres que activen les eines de tall, els seus recorreguts i moviments, fins a obtenir, finalment, un model físic, real, que es correspon amb el dissenyat. Així, les instruccions que rep una màquina de tall per fer anar una fresadora, una serra de disc o un fil de diamant són instruccions numèriques que regulen els moviments de les eines de tall i els desplaçaments de les bancades sobre les quals es disposa la pedra en brut que sortirà acabada. El conjunt de totes aquestes instruccions pren el nom de «control numèric».

La primera màquina de control numèric (CN) va ser dissenyada l’any 1952 però no va arribar a ser operativa. L’ús real del CN va aparèixer l’any 1971 a la indústria de l’automoció. Fins a finals dels anys vuitanta no consta l’ús dels mètodes de CN aplicats a l’arquitectura o al món de la construcció.

A l’Oficina Tècnica del temple, fins a l’any 1990 la majoria dels projectes de les peces que s’havien de produir es dibuixaven sobre paper. Una part important de la producció es fabricava al mateix Taller de Picapedrers, i una altra part important dels dibuixos servia per a la construcció de maquetes de guix en tres dimensions, així com de models i motlles a escala natural per al Taller de Modelistes.

En el cas de les produccions en pedra, es començaven sempre amb un desbast manual fins a arribar a pocs centímetres de la superfície final. Després, aquesta es tractava, també manualment, per aconseguir la textura específica final per a cada cara o superfície de la pedra.

L’estudi curós de la geometria del doble gir d’Antoni Gaudí fet a l’Oficina que en aquella època dirigia l’arquitecte Jordi Bonet va permetre que aquesta geometria pogués ser traslladada a les màquines de producció. El fet que les formes que s’havien de reproduir tinguessin una geometria clara, amb unes regles formals ben concretes, va permetre i facilitar que aquestes formes fossin descrites en el llenguatge de les màquines de producció. D’aquesta manera, per mitjà del llenguatge del control numèric es podia escriure el recorregut parabòlic de cada passada de la serra de disc, fins i tot abans d’establir una comunicació directa entre el dibuix informàtic i les màquines de producció. La introducció de la geometria a les computadores va permetre augmentar la fidelitat a les formes dissenyades per Gaudí i obtenir un resultat exacte.

A poc a poc, el dibuix digital es va anar incorporant a l’Oficina i amb això es van començar a veure els grans avantatges que aportava la nova tecnologia. Les tècniques d’elaboració de la producció en pedra, en incorporar les possibilitats del disseny assistit per ordinador, permetien plantejar la producció d’elements petris del projecte del temple per mitjà de màquines. La connexió entre el dibuix digital i les màquines, guiades per un ordinador, aportava una precisió no assolible manualment i també evitaven la lenta i costosa preparació manual de la pedra, el desbast.

A més, els ajustos i les correccions eren unes feines costoses i feixugues quan es treballava sobre paper. Amb aquesta nova tecnologia, aquestes feines, tan necessàries en qualsevol procés, quedaven minimitzades i el resultat era més precís.

Tot i això, cal tenir en compte la limitació dels ordinadors d’aquella primera època informàtica, la manca de potència per manejar moltes dades, la susceptibilitat de les màquines a les puntes de corrent elèctric, etc.

L’INICI DEL CAM AL TEMPLE

L’any 1988 el temple va adquirir per primer cop un equip de control numèric, la màquina Van Voorden, procedent d’Holanda. Es tractava d’una serra de disc pont de quatre eixos amb computadora incorporada. Es va encarregar la programació específica per poder fabricar les peces que formen una columna de la nau de la Basílica. L’abril del 1989 ja es començaven a fer les primeres proves, i el 1991 va acabar amb èxit la producció de totes les peces de pedra granítica de la columna de Lleida, unes peces que revesteixen, amb la geometria complexa del doble gir, un nucli interior de formigó armat. Va ser així que la columna de Lleida es va convertir en el primer element arquitectònic complet en què s’utilitzava la tecnologia CAM aplicada al món de la construcció. Que el temple de la Sagrada Família fos pioner en la introducció del sistema CAM a l’arquitectura és un fet històric poc conegut, i per això l’arquitecte Maruan C. Halabi va defensar en la seva tesi doctoral que la construcció d’aquesta columna va acabar determinant un abans i un després, no només a l’obra del temple de Gaudí, sinó que s’ha de considerar un punt d’inflexió a escala mundial. Gran part de la informació aportada en aquest article, de fet, ha estat contrastada i obtinguda precisament d’aquesta tesi, que porta per títol Los inicios de la aplicación de la tecnologia CAM en la arquitectura: La Sagrada Familia.

Això no obstant, en aquells moments no era competitiu basar tota la producció exclusivament en els programes CAM, ja que es perdia molt de temps durant l’execució. I és que, encara que es podia produir l’element complet des del desbast més profund fins a l’acabat final, la fabricació completa d’un sol element hipotecava la disponibilitat de la màquina i el temps de producció s’alentia excessivament. Per això es va idear un sistema mixt que permetia tractar numèricament les superfícies d’acabat, i els desbastos més grollers es derivaven a unes maquinàries complementàries més senzilles. També calia establir un equilibri entre la feina de la màquina i el treball manual. En qualsevol cas, tot i que els processos d’optimització de la producció van avançar molt, per exemple eliminant desplaçaments inútils de les eines, aquella primera màquina de CN va ser un instrument ideal per construir peces de complexitats geomètriques importants.

Cal assenyalar que, a principis dels anys noranta l’Oficina Tècnica encara no estava estructurada en departaments especialitzats (Projecte, Producció i Obra), de manera que les mateixes persones que formaven l’equip es responsabilitzaven de tot el procés de producció: adquisició de la pedra, desbast, preparació, execució amb control numèric i el control de qualitat del producte acabat abans de posar-lo a l’obra.

Quan es va arribar a assolir un ritme intensiu i continuat als anys noranta amb el control numèric, la producció completa d’una columna de vuit puntes requeria un temps de tres mesos. Actualment, amb les millores tecnològiques, el temps de producció de la mateixa columna es reduiria a tan sols tres setmanes.

TRANSCENDÈNCIA FUTURA DE LA FITA ASSOLIDA

Al llarg de la història de la construcció del temple hi ha hagut diverses etapes culminants que li han permès donar una embranzida a les obres. En aquest cas, la tecnologia no només ha ajudat a accelerar la producció, sinó que, en anar-se implantant en les diferents àrees, començant pels departaments de Projecte i d’Obra, així com el Taller de Modelistes, ens ha facilitat l’estudi més detallat del projecte de Gaudí i una major comprensió de les seves formes geomètriques.

En aquest sentit, la innovació que va suposar aleshores l’inici de la robotització dins la construcció ha estat i segueix sent notícia per les noves maneres de fer de l’Oficina Tècnica i dels departaments de Producció i d’Obra. Les eines tecnològiques estan fent possible avui dia que el temple de Gaudí avanci de forma ràpida, precisa i més econòmica. El recorregut iniciat el 1987 ens va portar a fer un salt tecnològic des del dibuix manual al dibuix digital i a la producció assistida per computadora. Ara es treballa amb prototips per assegurar la solució més idònia, i es fa servir la impressió en 3D, les ulleres de realitat virtual, la fotogrametria, l’escàner i la topografia làser, etc. La combinació de les eines informàtiques i tecnològiques ens permet tenir una visió global de tot el procés constructiu, des del disseny fins a la posada en obra, de manera que es poden seguir els processos industrials des de l’origen fins al final.

El projecte de les torres centrals, així com tot el que ha implicat treballar amb pedra tesada, és una mostra de com cerquem l’optimització per mitjà de l’aplicació de la tecnologia més puntera a l’abast en cada moment. Per a cada repte se cerquen les millors solucions. Així doncs, al temple es continua innovant, des del disseny fins a la construcció, fent compatible l’altíssima tecnologia amb el toc final de les textures i els acabats artesans.